JPS63266169A - エンジンのノツキング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ノッキング強度に応じて、点火時期の遅角量
を制御するノッキング制御装置に関するものである。

先行技術 ノックセンサの出力の平均値を増幅し、オフセットを加
えて得たノック判定レベルとノックセンサの出力を比較
して、ノックセンサ出力が、ノック判定レベルを越えた
場合に、ノッキングと判定し、かつ、ノック判定レベル
を越えた電圧を積分した値をノッキングの強度として、
ノッキング強度に応じ、エンジンの点火時期などの制御
量を、ノッキングを抑制するように制御するノンキング
制御装置が知られている（たとえば、特開昭５９−２０
１９７７号など）。

ノッキング強度に応じて、エンジンの点火時期を遅角さ
せて、ノッキングを抑制するこの種のノッキング制御装
置においては、ノッキング制御を実施している間、点火
時期の変動に伴うトルク変動は不可避である。点火時期
の遅角量が小さい間は、このトルク変動に起因するトル
クショックを身体に感じることはほとんどないが、遅角
量が大きくなると、トルクショックを身体に感じるよう
になり、運転性を著しく阻害する。このため、従来のノ
ッキング制御装置においては、点火時期の遅角量が、所
定値を越えたときは、遅角スピードを小さくして、トル
クショックを身体に感じることがないように、対策がな
されていた。

発明の解決しようとする問題点 しかしながら、このように、ノッキングを抑制するため
の点火時期の遅角量が、所定値を越えたときに、遅角ス
ピードを小さくすることは、ノッキング制御の追従性を
悪化させることになり、ノッキングを十分に防止し得な
い場合があった。

発明の目的 本発明は、ノッキング制御の追従性を悪化させることな
く、トルクショックを身体に感じるのを防止し得るエン
ジンのノッキング制御装置を提供することを目的とする
ものである。

発明の構成 本発明者は、かかる目的を達成するため、鋭意研究を重
ねた結果、エンジンの回転数が上昇するにつれて、同じ
遅角量であっても、トルクショックを身体に感じること
がなくなることを見出し、エンジン回転数が高いほど、
制御利得を大きくなるように制御する手段を設けること
によって、前記目的を達成したものである。

実施例 以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施例につき、
詳細に説明を加える。

第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンのノッキン
グ検出装置を含むエンジンの全体図であり、第２図は、
本発明の一実施例に係るエンジンのノッキング検出装置
のノッキング検出器のブロック図である。

第１図において、その内部を上下に往復運動するピスト
ン１を備えたシリンダボア２には、吸気通路３に連なる
吸気ボート４右よび排気通路５に連なる排気ボート６が
、それぞれ開口し、吸気通路３の吸気ボート４の近傍に
は、燃料噴射ノズル７が設けられ、吸気通路３の上流側
には、エアフローセンサ８およびスロットルバルブ９が
、それぞれ設けられている。また、シリンダボア２の頂
部には、点火コイル１０により、シリンダボア２内の混
合気に点火をおこなう点火プラグ１１が、シリンダボア
２内に臨むように設けられ、シリンダボア２内の燃焼圧
力に起因して生ずる振動を検出するノックセンサ１２が
、シリンダボア２の側部に設けられている。エアフロー
センサ８およびノックセンサ１２の出力は、図示しない
クランク角センサから、配電器１３を経たクランク角信
号とともに、コントロールユニット１３に人力せしめら
れ、コントロールユニット１３は、これらの人力信号に
基づいて、必要な演算をおこない、種々のエンジン制御
信号を出力する。コントロールユニット１４には、あら
かじめ、運転状態に応じて、基本点火時期制御値が実験
的に求められ、マツプなどの形で記憶せしめられおり、
運転状態に応じて、基本点火時期制御値を演算算出し、
点火時期制御信号を点火コイル１０に出力するように構
成されている。

第３図は、コントロールユニット１４内のブロック図で
あり、第２図は、コントロールユニット１４内のノッキ
ング検出器のブロック図である。

第３図において、クランク角センサ２０の出カバ、コン
トロールユニット１４のウエーブンイーパー２１に出力
され、その波形が整形される。波形が整形されたクラン
ク角センサ２０の出力は、コンピュータユニット２２お
よびプログラマブルカウンタ２３へ送られ、点火時期の
演算のタイミングを決定するのに用いられる。波形が整
形されたクランク角センサ２０の出力が人力されるプロ
グラマブルカウンタ２３は、アウトプットインターフェ
イス２４を経て、点火コイル１００通電時間を決定する
。また、情報の記憶のために、ＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）２５およびＲＯＭ（リードオンリーメモリ）
２６が、それぞれ、設けられている。ノックセンサ１２
の出力は、ノッキング検出器２７に人力され、カウンタ
２８によリ、ノブキング強度が検出されて、ノッキング
強度検出信号が、コンビニータユニット２２に人力され
る。エアフローセンサ這の出力は、アナログバッファ２
９およびＡ／Ｄ変換器３０を経て、コンピュータユニッ
ト２３に人力され、充填量、補正点火時期の演算に用い
られる。

第３図（１）および（２）は、本実施例に係るエンジン
のノッキング制御装置の制御方法を示すフローチャート
である。第３図（１）は、そのメインルーチンを、第３
図（２）は、そのサブルーチンを、それぞれ示している
。第３図（１）および（２）のフローチャートで示され
る制御においては、エンジン回転数に応じて許容し得る
点火時期の遅角量が、エンジン回転数が高いほど、大き
くなるように定められ、検出されたノッキング強度に対
して算出された点火時期の遅角量が、この許容値を越え
るときは、１サイクルでは、この許容値分だけ点火時期
を遅角させるようにして、所望の遅角量にするまでの時
間を遅らせている。ここに、許容し得る点火時期の遅角
量は、エンジン回転数が大きいほど、太きいから、エン
ジン回転数が大きいほど、所望の遅角量にまで、点火時
期が遅角される時間は短くなり、遅角スピードは速くな
るように、制御されることになる。した′がって、ノッ
キング制御の追従性を悪化させることなく、ノッキング
を十分に防止することが可能となる。

第３図（１）に示される制御は、ピストンが上死点に達
するたびにおこなわれ、まず、フラグＫがゼロに設定さ
れた上で、ノッキング検出器２７の検出したノッキング
強度Ｖが読み込まれ、クランク角センサ２０の検出した
エンジン回転数検出信号に基づいて、点火時期の遅角量
の最大許容値Ｓが算出される。ここに、エンジン回転数
に対して、許容し得る最大の点火時期遅角量Ｓが、あら
かじめ定められ、マツプあるいはテーブルの形で、コン
ピュータユニット内に記憶せしめられており、点火時期
遅角量の許容値Ｓは、このマツプあるいはテーブルを用
いて算出される。次いで、読み込まれたノッキング強度
Ｖに基づいて、点火時期の遅角量Ｒが算出される。点火
時期の遅角量Ｒの算出も、ノッキング強度Ｖに対して、
所望の点火時期遅角量Ｒが、あらかじめ実験的に定めら
れ、マツプあるいはテーブルの形で、コンビ二−タユニ
ット内に記憶せしめられており、このマツプあるいはテ
ーブルを用いておこなわれる。次いで、ノッキング強度
Ｖがゼロか否か、すなわちノッキングが発生していない
か否かが、判定される。

ノッキング強度Ｖがゼロで、ノッキングが発生していな
いと判定されたときは、基本点火時期信号が、点火コイ
ル１０に出力され、点火がなされ、　る。第３図（１）
においては、Ｋがゼロか否かが、判定されているが、こ
れは、ノッキングが発生し、そのノッキング強度に対す
る遅角ｊｌＲが、許容値Ｓを越えたときの演算と区別す
るためであり、また、ノッキングが発生していないと判
定されたときにも、 １　＝　Ｉｏ　＋ＲＬ＋Ｒ なる演算がなされるが、ノッキングがないので、Ｒ＝０
であり、また、制御のスタート時点では、ＲＬ＝０、で
あるから、点火時期Ｉは、基本点火時期Ｉ０　と等しく
なる。

他方、ノッキング強度Ｖがゼロではなく、ノッキングが
発生したと判定されたときは、第３図（２）に示される
サブルーチンが実行される。すなわちまず、フラグＸが
ゼロに設定され、次いで、Ｒ＝Ｒ−３ の演算がなされた上で、Ｒがゼロまたは負か否かが、す
なわち、遅角量が許容値Ｓより大きくないか否かが判定
される。

その結果、Ｒがゼロまたは負、すなわち、遅角量が許容
値Ｓに等しいか小さいと判定されたときは、メインルー
チンにもどって、演算制御が続゛行される。

他方、Ｒが正、すなわち、遅角量が許容値Ｓを越えてい
ると判定されたときは、そのサイクルでの遅角量を許容
値Ｓに制限すべく、 Ｘ＝Ｘ＋１ とされて、再び、 Ｒ＝Ｒ−５ の演算がなされ、Ｒがゼロまたは負か否かが、すなわち
、所望の遅角量まで遅角するのに、残された遅角量が許
容値Ｓより大きくないか否かが判定される。

その結果、まだ、Ｒ＞　０と判定されたときは、Ｘ＝Ｘ
＝　１とされ、さろに、Ｒ≦０となるまで、この演算が
繰り返される。

他方、Ｒ≦０と判定されたときは、残された遅角量は、
もはや許容値Ｓ以下になっＣいるから、その値に基づい
て、点火時期を遅角させても、トルクンヨックの問題は
生じず、 Ｙ＝Ｘ Ｚ＝Ｒ−３ｘＸ なる演算がなされた上で、メインルーチンにもどって、
演算制御が続行される。ここに、Ｙは、ノッキング強度
から算出された所望の遅角量を、そのエンジン回転数に
おける遅角量の許容値で割った商に、２は、その余りに
、それぞれ相当するものである。

次いで、Ｙがゼロか否か、が判定される。

その結果、Ｙ＝Ｏ１すなわち、ノッキングは発生したが
、そのノブキング強度に対する遅角量Ｒが許容値Ｓ以下
であると判定されたとぎは、その遅角量に基づいて、基
本点火時期Ｉ。が、次式にしたがって補正されて、点火
時期信号Ｉが点火コイル１０に出力され、点火がなされ
る。

１＝ｒｏ　＋ＲＬ＋Ｒ ここに、ＲＬは前回の遅角量であり、この後、ＲＬ＝Ｒ
Ｌ＋Ｒ と置き換えられ、次のサイクルに備えられる。

他方、Ｙがゼロではないとき、すなわち、ノッキングが
発生し、そのノッキング強度に対する遅角ＩＲが許容値
Ｓを越えており、遅角スピードを低下させる必要がある
と認められるときは、Ｋ＝Ｙ と、Ｋの値をＹに置き換えた上で、そのサイクルでの点
火時期の遅角量Ｒを、許容値Ｓに設定し、次式に基づい
て、点火時期Ｉを演算し、点火時期信号■を点火コイル
１０に出力し、点火をおこなう。

その後、次のサイクルに移行し、再びノッキング強度Ｖ
の読み込み、エンジン回転数検出信号に基づく点火時期
遅角量の許容値Ｓの算出、ノッキング強度Ｖに基づく点
火時期遅角ｆｆ１Ｒの算出がなされ、ノッキング強度Ｖ
がゼロか否かが判定される。ここに、前回にノッキング
が発生しても、次のサイクルでは、すでにノッキングが
解消しているから、前回ノッキングが発生し、所望の遅
角量Ｒが許容値Ｓを越えていた場合にも、ここでの判定
は、ＹＥＳとなる。

したがって、次に、フラグＫがゼロか否かが判定される
。フラグには、前回ノッキングが発生していなかったと
きおよび前回ノッキングが発生したが、そのノッキング
強度に対する所望の遅角量Ｒが、許容値Ｓ以下であった
ときは、ゼロのままであり、他方、前回にノッキングが
発生し、そのノッキング強度に対する点火時期の遅角Ｉ
Ｒが、許容値Ｓを越えていたときには、Ｋは、前回の所
望の遅角量Ｒを、そのエンジン回転数における許容＠Ｓ
で割った商の値Ｙとなっており、１以上の整数であるか
ら、ここでは、前回にノッキングが発生し、そのノッキ
ング強度に対する点火時期の遅角量Ｒが、許容値Ｓを越
えていたか否かが、判定されることになる。

この判定結果がＹＥＳのとき、すなわち、前回ノッキン
グが発生していなかったとき、または、前回ノッキング
が発生したが、そのノッキング強度に対する所望の遅角
量Ｒが、許容値Ｓ以下であったときは、次式にしたがっ
て、点火時期ｌが算出される。

１＝゛Ｉｏ　　＋ＲＬ＋Ｒ この場合、ノッキングが発生していないのであるから、
今回の遅角量Ｒはゼロであるが、前回にノッキングが発
生しているときは、前回に点火時期が遅角されており、
前回の遅角ｆｆ１ＲＬはゼロではないから、算出された
点火時期Ｉは、基本点火時期から前回の遅角量ＲＬだけ
遅角されたものとなる。すなわち、本実施例においては
、ノッキングが発生すると、基本点火時期自体が修正さ
れるよう；ニなっている。

他方、この判定結果がＮＯのとき、すなわち、前回にノ
ッキングが発生し、そのノッキング強度に対する点火時
期の遅角量Ｒが、許容値Ｓを越えていたときには、 Ｋ＝に−１ とされ、さらに、Ｋがゼロか否かが判定される。

ここに、この時点のＫの値は、前回の所望の遅角ｉＲを
、そのエンジン回転数における許容値Ｓで割った商の値
Ｙより１を減じた値となっているから、前回の所望の遅
角１ｉＲが、許容値Ｓの２倍未満のときは、この判定結
果は、ＹＥＳとなる。

この場合は、前回に点火時期の許容値Ｓだけ、すでに点
火時期を遅角させているから、今回の点火時期■の算出
に用いる遅角量Ｒは、前回の所望の遅角量Ｒを、そのエ
ンジン回転数における許容値Ｓで割ったときの余りＺに
設定すればよく、Ｒ＝Ｚ として、次式にしたがい、点火時期■が算出されて、点
火コイル１０に出力される。

Ｉ＝Ｉｏ　＋ＲＬ十Ｒ 他方、前回の所望の遅角量Ｒが、許容値Ｓの２倍以上の
ときは、Ｋはまだ１以上で、所望の遅角量にするまでに
残された遅角量が、まだ許容値Ｓを越えているから、再
び、 Ｒ＝Ｓ として、次式にしたがい、点火時期■を算出し、点火コ
イル１０に出力する。そして、さらに、演算制御が続行
される。

以上のように、本実施例によれば、ノッキング強度に対
する所鼠の点火時期遅角量が、その時点のエンジン回転
数に応じて定められた点火時期遅角量の許容値を越える
ときには、１つのサイクルではその許容値分だけ、点火
時期を遅角させるようにして、トルクショックを防止す
る一方で、エンジン回転数が大きくなるほど、点火時期
遅角量の許容値は大きく設定しているので、エンジン回
転数が大きいほど、遅角スピードは大きくなり、ノッキ
ング制御の追従性を悪化することが最小に抑えることを
可能としている。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。

たとえば、前記実施例におけるフローチャートは、−例
にすぎず、他のフローチャートにしたがって制御をおこ
なってもよい。−例として、前記実施例においては、ノ
ッキングが発生すると、エンジンの基本的状態に変化が
あったと考えて、基本点火時期自体が修正されるように
しているが、１つのノッキングによる点火時期遅角制御
が完了した時点毎に、前回の遅角量をゼロにセットする
ようにして、基本点火時期の修正は行わないようにして
もよく、また、ノッキング強度がゼロのとき、すなわち
、ノッキングが発生しないときの、遅角量Ｒを負の値に
設定してあき、ノッキングが一発生しないときには、点
火時期を進角させ、ノッキングの発生により基本点火時
期が遅角修正された分の相殺するようにしてもよい。

また、コントロールユニッ）１４内の構成も前述したも
のに限定されることなく、種々の変更を加えることがで
きる。

発明の効果 本発明によれば、ノッキング制御の追従性を損なうこと
なく、トルクショックを防止し得るノッキング制御装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンのノッキン
グ制御装置を含むエンジンの全体図であり、第２図は、
本発明の一実施例に係るエンジンのノッキング制御、装
置を含むコントロールユニットのブロック図である。第
３図（１）および（２）は、本発明の一実施例に係るエ
ンジンのノッキング制御装置のフローチャートである。 ｌ・・・ピストン、　　２・・・シリンダボア、３・・
・吸気通路、　４・・　吸気ポート、５・・・排気通路
、　６・・・排気ボート、７・・・燃料噴射ノズル、 ８壷佛轡エナフローセンサ、 ９・・・スロットルバルブ、 １０・・・点火コイル、 １１・・・点火プラグ、 １２・・・ノックセンサ、 １３・・・配電器、 １４・・・コントロールユニット、 ２０・・・クランク角センサ、 ２１・・・ウェーブシャーパー、 ２２・・・コンピュータユニット、 ２３・・・プログラマブルカウンタ、 ２４・・・アウトプットインターフェイス、２５・・・
ＲＡ　Ｍ　。 ２６・・・ＲＯＭ　。 ２７・・・ノッキング検出器、 ２８・・・カウンタ、 ２９・・・アナログバッファ、 ３０・・・Ａ／Ｄ変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノッキングの発生を検出したとき、点火時期の遅角量を
   制御するエンジンのノッキング制御装置において、エン
   ジン回転数が高いほど、制御利得が大きくなるように制
   御する手段を設けたことを特徴とするエンジンのノッキ
   ング制御装置。